行星的運(yùn)動(dòng)-人教版高中物理必修練習(xí)

1.行星的運(yùn)動(dòng)一、單選題1．關(guān)于對(duì)開(kāi)普勒第三定律=k的理解，以下說(shuō)法中正確的是（）A．T表示行星運(yùn)動(dòng)的自轉(zhuǎn)周期B．k值只與中心天體有關(guān)，與行星無(wú)關(guān)C．該定律只適用于行星繞太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)，不適用于衛(wèi)星繞行星的運(yùn)動(dòng)D．若地球繞太陽(yáng)運(yùn)轉(zhuǎn)軌道的半長(zhǎng)軸為R1，周期為T(mén)1，月球繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)軌道的半長(zhǎng)軸為R2，周期為T(mén)2，則2．（2020·唐山市第十一中學(xué)高一期中）一顆小行星環(huán)繞太陽(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，半徑是地球環(huán)繞半徑的4倍，則它的環(huán)繞周期是（）A．1年 B．4年 C．8年 D．16年3．（2020·六盤(pán)山高級(jí)中學(xué)高一期中）二十四節(jié)氣中的春分與秋分均為太陽(yáng)直射赤道，春分為太陽(yáng)從南回歸線回到赤道，秋分則為太陽(yáng)從北回歸線回到赤道．2004年3月20日為春分，9月23日為秋分，可以推算從春分到秋分187天，而從秋分到春分則為179天．關(guān)于上述自然現(xiàn)象，下列說(shuō)法正確的是(設(shè)兩段時(shí)間內(nèi)地球公轉(zhuǎn)的軌跡長(zhǎng)度相等)()A．從春分到秋分地球離太陽(yáng)遠(yuǎn) B．從秋分到春分地球離太陽(yáng)遠(yuǎn)C．夏天地球離太陽(yáng)近 D．冬天地球離太陽(yáng)遠(yuǎn)4．（2020·海林市朝鮮族中學(xué)高一期中）太陽(yáng)系有八大行星，八大行星離地球的遠(yuǎn)近不同，繞太陽(yáng)運(yùn)轉(zhuǎn)的周期也不相同。下列能反映周期與軌道半徑關(guān)系的圖象中正確的是()A． B．C． D．5．（2020·江蘇省高一期中）8月16日凌晨，被命名為“墨子號(hào)”的中國(guó)首顆量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星開(kāi)啟星際之旅，其運(yùn)行軌道為如圖所示的繞地球E運(yùn)動(dòng)的橢圓軌道，地球E位于橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上．軌道上標(biāo)記了墨子衛(wèi)星經(jīng)過(guò)相等時(shí)間間隔（Δt=T/14，T為軌道周期）的位置．如果作用在衛(wèi)星上的力只有地球E對(duì)衛(wèi)星的萬(wàn)有引力，則下列說(shuō)法正確的是（）A．面積S1>S2B．衛(wèi)星在軌道A點(diǎn)的速度小于B點(diǎn)的速度C．T2=Ca3，其中C為常數(shù)，a為橢圓半長(zhǎng)軸D．T2=C'b3，其中C'為常數(shù)，b為橢圓半短軸6．2018年2月6日，某重型火箭將一輛跑車(chē)發(fā)射到太空。圖1是跑車(chē)和Starman（宇航員模型）的最后一張照片，它們正在遠(yuǎn)離地球，處于一個(gè)環(huán)繞太陽(yáng)的橢圓形軌道（如圖2）。遠(yuǎn)太陽(yáng)點(diǎn)距離太陽(yáng)大約為億公里，地球和太陽(yáng)之間的平均距離約為億公里。試估算跑車(chē)的環(huán)繞運(yùn)動(dòng)周期（）A．約15個(gè)月 B．約29個(gè)月 C．約39個(gè)月 D．約59個(gè)月二、多選題7．（2020·河北省尚義縣第一中學(xué)高一期中）如圖所示，有A、B兩個(gè)行星繞同一恒星O做圓周運(yùn)動(dòng)，旋轉(zhuǎn)方向相同，A行星的周期為T(mén)1，B行星的周期為T(mén)2，在某一時(shí)刻兩行星第一次相遇（即兩行星距離最近），則（）A．經(jīng)過(guò)時(shí)間t=T2+T1，兩行星將第二次相遇B．經(jīng)過(guò)時(shí)間t=，兩行星將第二次相遇C．經(jīng)過(guò)時(shí)間t=?，兩行星第一次相距最遠(yuǎn)D．經(jīng)過(guò)時(shí)間t=，兩行星第一次相距最遠(yuǎn)8．（2020·北京市第五十六中學(xué)高一月考）如圖所示，一衛(wèi)星繞地球運(yùn)動(dòng)，圖中虛線為衛(wèi)星的運(yùn)行軌跡，A、B、C、D是軌跡上的四個(gè)位置，其中A距離地球最近，C距離地球最遠(yuǎn)。下列說(shuō)法中正確的是()A．衛(wèi)星在A點(diǎn)的速度最大B．衛(wèi)星在C點(diǎn)的速度最大C．衛(wèi)星在A點(diǎn)的加速度最大D．衛(wèi)星在C點(diǎn)的加速度最大9．（2020·全國(guó)高一課時(shí)練習(xí)）太陽(yáng)系中的第二大行星——土星的衛(wèi)星眾多，目前已發(fā)現(xiàn)達(dá)數(shù)十顆.下表是有關(guān)土衛(wèi)五和土衛(wèi)六兩顆衛(wèi)星的一些參數(shù)。則兩衛(wèi)星相比較，下列判斷正確的是（）A．土衛(wèi)五的公轉(zhuǎn)周期較小B．土衛(wèi)六的轉(zhuǎn)動(dòng)角速度較大C．土衛(wèi)六的向心加速度較小D．土衛(wèi)五的公轉(zhuǎn)速度較大10．（2020·河南省安陽(yáng)一中高一期中）如圖所示，在某行星的軌道上有a、b、c、d四個(gè)對(duì)稱點(diǎn)，若行星運(yùn)動(dòng)周期為T(mén)，則行星A．從b到c的運(yùn)動(dòng)時(shí)間等于從d到a的時(shí)間B．從d經(jīng)a到b的運(yùn)動(dòng)時(shí)間小于從b經(jīng)c到d的時(shí)間C．從a到b的時(shí)間D．從c到d的時(shí)間11．無(wú)論地心說(shuō)還是日心說(shuō),古人都把天體的運(yùn)動(dòng)看得很神圣,認(rèn)為天體的運(yùn)動(dòng)必然是最完美、最和諧的勻速圓周運(yùn)動(dòng).德國(guó)天文學(xué)家開(kāi)普勒用了20年的時(shí)間研究了丹麥天文學(xué)家第谷(,1546-1601)的行星觀測(cè)記錄,發(fā)現(xiàn)如果假設(shè)行星的運(yùn)動(dòng)是勻速圓周運(yùn)動(dòng),計(jì)算所得的數(shù)據(jù)與觀測(cè)數(shù)據(jù)不符;只有假設(shè)行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道不是圓,而是橢圓,才能解釋這種差別.他還發(fā)現(xiàn)了行星運(yùn)動(dòng)的其他規(guī)律.開(kāi)普勒分別于1609年和1619年發(fā)表了他發(fā)現(xiàn)的規(guī)律,后人稱為開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)定律.下列說(shuō)法中與之吻合的是（）A．太陽(yáng)系內(nèi)的所有行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道都是橢圓,行星到太陽(yáng)的最大距離等于橢圓的半長(zhǎng)軸B．對(duì)太陽(yáng)系內(nèi)的任意一個(gè)行星來(lái)說(shuō),它與太陽(yáng)的連線在相等的時(shí)間內(nèi)掃過(guò)相等的面積C．太陽(yáng)系內(nèi)的每一顆行星與太陽(yáng)的連線在相等的時(shí)間內(nèi)掃過(guò)相等的面積D．太陽(yáng)系內(nèi)的所有行星的軌道的半長(zhǎng)軸的三次方跟它的公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等12．如圖所示，土星和火星都在圍繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)，根據(jù)開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)定律可知（）A．土星遠(yuǎn)離太陽(yáng)的過(guò)程中，它的速度將減小B．土星和火星繞太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)是完美的勻速圓周運(yùn)動(dòng)C．土星比火星的公轉(zhuǎn)周期大D．土星遠(yuǎn)離太陽(yáng)的過(guò)程中，它與太陽(yáng)的連線在相等時(shí)間內(nèi)掃過(guò)的面積逐漸增大三、解答題13．某人造衛(wèi)星的近地點(diǎn)高度是，遠(yuǎn)地點(diǎn)高度是，則近地點(diǎn)處衛(wèi)星的速率與遠(yuǎn)地點(diǎn)處衛(wèi)星速率的比值是多少？（已知）14．地球的公轉(zhuǎn)軌道接近圓，但彗星的運(yùn)動(dòng)軌道則是一個(gè)非常扁的橢圓，天文學(xué)家哈雷曾經(jīng)在1682年跟蹤過(guò)一顆彗星，他算出這顆彗星軌道的半長(zhǎng)軸約等于地球軌道半徑的18倍，并預(yù)言這顆彗星將每隔一定時(shí)間就會(huì)出現(xiàn)，哈雷的預(yù)言得到證實(shí)，該彗星被命名為哈雷彗星．哈雷彗星最近出現(xiàn)的時(shí)間是1986年，請(qǐng)你根據(jù)開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)第三定律(即＝k，其中T為行星繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的周期，r為軌道的半長(zhǎng)軸)估算．它下次飛近地球是哪一年？近幾年，全球興起探索火星的熱潮。發(fā)射火星探測(cè)器可按以下步驟進(jìn)行，第一步，在地球表面用火箭對(duì)探測(cè)器進(jìn)行加速，使之沿地球公轉(zhuǎn)軌道運(yùn)動(dòng)。第二步是在適當(dāng)時(shí)刻啟用探測(cè)器上的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)，在短時(shí)間內(nèi)對(duì)探測(cè)器沿原方向加速，使其速度值增加到適當(dāng)值，從而使探測(cè)器沿著一個(gè)與地球軌道及火星軌道分別在長(zhǎng)軸兩端相切的半個(gè)橢圓軌道飛行，運(yùn)行半個(gè)周期后正好飛行到火星表面附近，此時(shí)，啟動(dòng)探測(cè)器上的發(fā)動(dòng)機(jī)，使之成為繞火星運(yùn)轉(zhuǎn)的衛(wèi)星，然后采取措施使之降落在火星上，如圖所示，設(shè)地球的軌道半徑為，火星的軌道半徑為，探測(cè)器從地球運(yùn)行軌道到火星運(yùn)行軌道大約需要多長(zhǎng)時(shí)間?16．（2020·黑龍江省鶴崗一中高一月考）A、B兩顆衛(wèi)星在同一軌道平面內(nèi)繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。地球半徑為R，A衛(wèi)星離地面的高度為R，周期為T(mén)，B衛(wèi)星離地面高度為3R，則：（結(jié)果可用根式表示）(1)A、B兩衛(wèi)星周期之比是多少？(2)若某時(shí)刻兩衛(wèi)星正好通過(guò)地面同一點(diǎn)的正上方，則經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間兩衛(wèi)星再次相距最近？(3)若某時(shí)刻兩衛(wèi)星正好通過(guò)地面同一點(diǎn)的正上方，則經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間兩衛(wèi)星相距最遠(yuǎn)？參考答案1．B【解析】【分析】【詳解】A．T表示行星的公轉(zhuǎn)周期，不是自轉(zhuǎn)周期，故A錯(cuò)誤；B．k是一個(gè)與行星無(wú)關(guān)的量，k與中心星體的質(zhì)量有關(guān)，所以B正確；C．開(kāi)普勒運(yùn)動(dòng)定律既適用于行星繞太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)，也適用于衛(wèi)星繞行星的運(yùn)動(dòng)，所以C錯(cuò)誤；D．地球繞太陽(yáng)轉(zhuǎn)動(dòng)，而月球繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)，二者不是同一中心天體，故對(duì)應(yīng)的k不同，故故D錯(cuò)誤。故選B。2．C【解析】【分析】【詳解】根據(jù)開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)定律可知小行星繞太陽(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑是地球環(huán)繞半徑的4倍，地球公轉(zhuǎn)周期是1年，則它的環(huán)繞周期時(shí)8年，故ABD錯(cuò)誤，C正確。故選C。3．A【解析】【詳解】AB、由v=，兩段時(shí)間內(nèi)地球公轉(zhuǎn)的軌跡長(zhǎng)度相等，可知時(shí)間長(zhǎng)說(shuō)明速度小，依據(jù)開(kāi)普勒定律，速度小說(shuō)明離太陽(yáng)遠(yuǎn)，故A正確，B錯(cuò)誤；CD、我國(guó)是北半球，我國(guó)的冬季時(shí)候地球離太陽(yáng)近，而夏季時(shí)候離太陽(yáng)遠(yuǎn)，故CD錯(cuò)誤；故選A．4．D【解析】【分析】【詳解】太陽(yáng)系有八大行星，八大行星離地球的遠(yuǎn)近不同，繞太陽(yáng)運(yùn)轉(zhuǎn)的周期也不相同，根據(jù)開(kāi)普勒第三定律有故ABC錯(cuò)誤，D正確。故選D。5．C【解析】【分析】【詳解】根據(jù)開(kāi)普勒第二定律：對(duì)每一個(gè)行星而言，太陽(yáng)行星的連線在相同時(shí)間內(nèi)掃過(guò)的面積相等S1=S2。行星在此橢圓軌道上運(yùn)動(dòng)的速度大小不斷變化，故A錯(cuò)誤，B錯(cuò)誤；根據(jù)開(kāi)普勒第三定律：所有行星的軌道的半長(zhǎng)軸的三次方跟公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等。即T2=Ca3，其中C為常數(shù)，a為橢圓半長(zhǎng)軸，故C正確，D錯(cuò)誤。故選C。6．B【解析】【分析】【詳解】跑車(chē)運(yùn)動(dòng)軌跡的半長(zhǎng)軸（億公里）（億公里）地球的公轉(zhuǎn)周期為12個(gè)月，由開(kāi)普勒第三定律有聯(lián)立可得故ACD錯(cuò)誤，B正確。故選B。7．BC【解析】【分析】【詳解】AB．據(jù)開(kāi)普勒第三定律知多轉(zhuǎn)動(dòng)一圈時(shí)，第二次追上，有解得故A錯(cuò)誤，B正確；CD．多轉(zhuǎn)動(dòng)半圈時(shí)，第一次相距最遠(yuǎn)，有解得故C正確，D錯(cuò)誤。故選BC。8．AC【解析】【詳解】AB．A點(diǎn)為近地點(diǎn)，C點(diǎn)為遠(yuǎn)地點(diǎn)，所以A點(diǎn)速度最大，A正確B錯(cuò)誤CD．A點(diǎn)為近地點(diǎn)，C點(diǎn)為遠(yuǎn)地點(diǎn)，根據(jù)萬(wàn)有引力定律可知，衛(wèi)星在A點(diǎn)的加速度最大，C正確D錯(cuò)誤9．ACD【解析】【詳解】A．設(shè)土星的質(zhì)量為M，根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力有解得，半徑越小，周期越小，所以土衛(wèi)五的公轉(zhuǎn)周期小，故A正確；B．根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力有解得，半徑越小，轉(zhuǎn)動(dòng)角速度較大，所以土衛(wèi)五的公轉(zhuǎn)角速度較大，故B錯(cuò)誤；C．根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力有解得，半徑越大，向心加速度越小，所以土衛(wèi)六的向心加速度較小，故C正確；D．根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力有解由，半徑越小，公轉(zhuǎn)速度越大，所以土衛(wèi)五的公轉(zhuǎn)速度較大，故D正確。故選ACD。10．BC【解析】試題分析：根據(jù)開(kāi)普勒第二定律知：在相等時(shí)間內(nèi)，太陽(yáng)和運(yùn)動(dòng)著的行星的連線所掃過(guò)的面積都是相等的．據(jù)此，行星運(yùn)行在近日點(diǎn)時(shí)，與太陽(yáng)連線距離短，故運(yùn)行速度大，在遠(yuǎn)日點(diǎn)，太陽(yáng)與行星連線長(zhǎng)，故運(yùn)行速度?。丛谛行沁\(yùn)動(dòng)中，遠(yuǎn)日點(diǎn)的速度最小，近日點(diǎn)的速度最大．圖中a點(diǎn)為近日點(diǎn)，所以速度最大，c點(diǎn)為遠(yuǎn)日點(diǎn)，所以速度最小．那么從b到c的運(yùn)動(dòng)時(shí)間大于從d到a的時(shí)間，故A錯(cuò)誤；從d經(jīng)a到b的運(yùn)動(dòng)時(shí)間小于從b經(jīng)c到d的時(shí)間，故B正確；從a到b的時(shí)間，故C正確；從c到d的時(shí)間，故D錯(cuò)誤．故選BC.考點(diǎn)：開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)定律【名師點(diǎn)睛】對(duì)開(kāi)普勒第二定律的理解．遠(yuǎn)日點(diǎn)連線長(zhǎng)，在相等時(shí)間掃過(guò)相同面積，故速度小，近日點(diǎn)連線短，在相等時(shí)間掃過(guò)相同面積，故速度大．11．BD【解析】太陽(yáng)系內(nèi)的所有行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道都是橢圓，由于太陽(yáng)位于橢圓的焦點(diǎn)上，則行星到太陽(yáng)的最大距離大于橢圓的半長(zhǎng)軸，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；對(duì)太陽(yáng)系內(nèi)的任意一個(gè)行星來(lái)說(shuō)，它與太陽(yáng)的連線在相等的時(shí)間內(nèi)掃過(guò)相等的面積，選項(xiàng)B正確；太陽(yáng)系內(nèi)的每一顆行星運(yùn)動(dòng)的軌道不同，則與太陽(yáng)的連線在相等的時(shí)間內(nèi)掃過(guò)的面積不相等，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；太陽(yáng)系內(nèi)的所有行星的軌道的半長(zhǎng)軸的三次方跟它的公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等，選項(xiàng)D正確；故選BD.12．AC【解析】【分析】【詳解】A．根據(jù)開(kāi)普勒第二定律：對(duì)每一個(gè)行星而言，太陽(yáng)行星的連線在相同時(shí)間內(nèi)掃過(guò)的面積相等，所以土星遠(yuǎn)離太陽(yáng)的過(guò)程中，它的速度將減小，故A正確；B．根據(jù)開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)第一定律可知，土星和火星繞太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)軌跡是橢圓軌道，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C．根據(jù)開(kāi)普勒第三定律：所有行星的軌道的半長(zhǎng)軸的三次方跟公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等．由于土星的半長(zhǎng)軸比較大，所以土星的周期較大，選項(xiàng)C正確；D．根據(jù)開(kāi)普勒第二定律：對(duì)每一個(gè)行星而言，太陽(yáng)行星的連線在相同時(shí)間內(nèi)掃過(guò)的面積相等．故D錯(cuò)誤；故選AC.點(diǎn)睛：該題以地球和火星為例子考查開(kāi)普勒定律，正確理解開(kāi)普勒的行星運(yùn)動(dòng)三定律是解答本題的關(guān)鍵．13．【解析】【分析】【詳解】設(shè)近地點(diǎn)在B點(diǎn)，遠(yuǎn)地點(diǎn)在P點(diǎn)，如圖所示，當(dāng)時(shí)間很小時(shí)，衛(wèi)星和地球的連線掃過(guò)的面積可按三角形面積進(jìn)行計(jì)算，即、都可視為線段，衛(wèi)星在近地點(diǎn)的速度用表示，在遠(yuǎn)地點(diǎn)的速度用表示，由開(kāi)普勒第二定律得即所以代入數(shù)據(jù)后得14．2062年【解析】設(shè)彗星的周期為T(mén)1，地球的公轉(zhuǎn)周期為T(mén)2，這顆彗星軌道的半長(zhǎng)軸約等于地球公轉(zhuǎn)半徑的18倍，由開(kāi)普勒第三定律=k得：．所以1986+76=2062年．即彗星下次飛近地球?qū)?/p>